De ontwikkeling van IoT

Van het eerste "thing" in de jaren tachtig tot 27 miljard apparaten vandaag de dag – de snelle opkomst van een technologie die de wereld verandert.

Het Internet of Things (IoT) verandert ons leven. Nu IoT niet meer weg te denken is uit de consumptiemaatschappij, neemt de technologie een steeds belangrijkere rol in binnen alle sectoren. Dat is geen toeval. Het Internet of Things creëert aanzienlijke toegevoegde waarde voor zowel bedrijven als overheidsorganisaties.

Het eerste “thing” op het internet werd ontwikkeld in 1982: een drankenautomaat in de Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania, die het aantal blikjes in de automaat en de temperatuur daarvan doorgaf . Het was toen een unicum, maar sinds 2008 of 2009 zijn er meer apparaten verbonden met het internet dan er mensen op aarde leven. Sindsdien is het “Internet of Things” (IoT) snel gegroeid. Zo'n 27 miljard apparaten zijn nu wereldwijd op het datanetwerk aangesloten, waaronder sensoren, huishoudelijke apparaten, machines, windturbines, medische apparatuur en auto's – en de aantallen zullen drastisch blijven toenemen. Volgens de voorspellingen zal het aantal verbonden "things" in 2025 de 75 miljard overschrijden. Vanaf dan zullen er voor elke mens op aarde bijna tien apparaten met het internet verbonden zijn. De IoT-markt zal ook exploderen van naar schatting 248 miljard dollar in 2020 tot ca. 1,6 biljoen dollar in 2025.

Data is waardevol

Er is een goede reden waarom steeds meer apparaten met het internet zijn verbonden: Data is waardevol. De ruwe data (die kan worden aangeleverd door een o.a. koelkast, een auto of een industriële klep) wordt verwerkt om er nieuwe informatie uit af te leiden. Als die informatie wordt gebruikt om een actie te starten, zoals onderhoud aanvragen, remmen controleren of een klep sluiten, wordt er extra waarde gecreëerd. Hier zijn enkele voorbeelden die tonen hoe waarde wordt gecreëerd door het IoT:

  • PRODUCTVERBETERING: In de voedingsindustrie wordt de kwaliteit, de veiligheid en de houdbaarheid van producten verbeterd door de voedselverwerkingstemperaturen, de leeftijd en de chemische samenstelling van grondstoffen te monitoren.
  • ONDERHOUDSEFFICIËNTIE: Ongeplande stilstand in fabrieken of transportsystemen is niet alleen funest voor de efficiëntie; het is ook kostbaar en soms zelfs gevaarlijk. Door het vroegtijdig opsporen van niet optimaal functionerende assets kan onderhoud worden uitgevoerd voordat de asset defect raakt.
  • VERMINDERING VERSPILLING: Real-time informatie over het verbruik van resources - of het nu gaat om elektriciteit die door een smart grid stroomt, gas dat door leidingen wordt getransporteerd of materiaal dat in een fabriek nodig is - maakt het mogelijk resources naar behoefte in te zetten en/of lekkages op te sporen, waardoor verspilling wordt verminderd of geëlimineerd.
  • DUURZAAMHEID: Smart cities met IoT-toepassingen gebruiken sensoren om gegevens over het weer en de luchtkwaliteit te verzamelen. Wanneer de luchtkwaliteit ondermaats scoort, kunnen onmiddellijk maatregelen worden genomen en kan eenvoudig het effect ervan worden gemeten.
  • (ENERGIE)EFFICIËNTIE: Een winkelcentrum met zonnepanelen wekt zelf een deel van de energie op die het gebruikt. Een IoT-oplossing verzamelt en analyseert data over het weer, het energieverbruik en de prijzen op de energiemarkt. Het systeem bepaalt dan automatisch de meest kostenefficiënte manier om de door het winkelcentrum opgewekte energie te gebruiken. Zo kan het besluiten om de energie te gebruiken, op te slaan of te verkopen tegen een hoge marktprijs.
  • OPTIMALISEREN VAN DE PRODUCTIE: IoT speelt een sleutelrol in de toekomst van de productie. Industrie 4.0 creëert een nieuw paradigma voor productielocaties. Door alle onderdelen van de toeleverings- en productieketens met elkaar te verbinden, kan de productie worden geoptimaliseerd en onmiddellijk worden aangepast aan nieuwe eisen. Zo kunnen op maat gemaakte producten worden geproduceerd tegen concurrerende prijzen.
  • DISRUPTIVE BEDRIJFSMODELLEN: Verandering van de manier van ondernemen in industrieën, waarbij bijvoorbeeld businessmodellen zoals ‘pay per use’ en ‘as a service’ de verkoop van machines zal vervangen.

 

IoT en AI

De enorme hoeveelheden data die worden geleverd, bevatten vaak waardevolle informatie die niet kan worden gevonden met behulp van eenvoudige analytische technieken. Artificiële intelligentie (AI) is doorgaans zeer succesvol in het uitvoeren van dit soort taken. Zo kan AI zelfstandig patronen herkennen in gemeten waarden uit de productie en de informatie gebruiken om het productieproces voortdurend te verbeteren. Dit maakt AI tot een van de belangrijkste succesfactoren voor het IoT. Tegelijkertijd is het Internet of Things de drijvende kracht achter de voortdurende ontwikkeling van AI. Het trainen van neurale netwerken vereist enorme hoeveelheden data die in veel gevallen tot voor kort niet beschikbaar waren. Het IoT heeft dat onder andere veranderd, omdat de verbonden apparaten steeds meer data leveren die worden gebruikt om AI-algoritmen te ontwikkelen, te verbeteren en te trainen. 

Verwerking van IoT-data: Cloud en Edge

Het verwerken van IoT-data en het trainen en inzetten van AI-modellen in industriële IoT gebeurt tegenwoordig in een combinatie van Edge computing en Cloud computing. De Cloud wordt meestal gehost in een datacenter en is via internet verbonden met databronnen in het veld. Edge Computing levert processorkracht die vanaf een afstand beheerd wordt, om analyses of andere complexe taken direct ter plaatse uit te voeren. De Cloud is uitermate geschikt om enorme hoeveelheden data op te slaan en te verwerken en om AI-modellen te trainen. Edge werkt dicht bij de databronnen in het bedrijf van de klant en kan daardoor sneller reageren en een kostbare overdracht van grote hoeveelheden ruwe data naar de Cloud vermijden. Daarnaast kan het de privacy van de data beschermen door data lokaal te houden en betrouwbaarheidsproblemen vermijden die ontstaan bij een 'best-effort'-verbinding met de Cloud. Edge computing kan worden geïntegreerd op speciale industriële PC's, maar ook op losstaande compute resources, zoals netwerkswitches, controllers of veldapparatuur. 

IoT 'voedt' de Digital Twins

Een integraal onderdeel van het "Industrial IoT"-concept is dat de componenten ervan worden versterkt door "Digital Twins" in de virtuele wereld. De Digital Twin is een virtuele kopie van de functionaliteiten en gegevens van een apparaat of technisch systeem. Het bestrijkt de volledige levenscyclus van het product: Voor de ontwerp- en engineeringsfase kan de twin fysieke eigenschappen van het apparaat, CAD-tekeningen en functiebeschrijvingen bevatten. Voor de productieplanning bevat het bijvoorbeeld de assemblagevoorschriften. Tijdens de productie-uitvoering begint het met het verzamelen van informatie over de productieomstandigheden van het eigenlijke product, zoals de kwaliteit ervan. Tijdens bedrijfsvoering en onderhoud worden alle relevante gebeurtenissen zoals kritische sensorwaarden, storingen en service-events geregistreerd. Het is de taak van het IoT om de gegevens over de productie en de werking te verzamelen en die in te voren in de digital twin om de virtuele voorstellingen up-to-date te houden.

5G als drijvende kracht 

Het Internet of Things zal naar verwachting een enorme boost krijgen van het mobiele netwerk van de volgende generatie. Een voordeel van 5G is dat sensoren goedkoop op het internet kunnen worden aangesloten, zonder veel energie te verbruiken en met korte reactietijden – wat bijvoorbeeld voor de industrie en zelfrijdende auto's extreem waardevol is. Tot nu toe werden apparaten meestal verbonden via kabels of bestaande radiostandaarden zoals WiFi, Bluetooth of ZigBee.

"Het negeren van cyberrisico's kan tot een economische ramp leiden"

De grootste risico's van het Internet of Things zijn cyberaanvallen, omdat elke sensor in het netwerk die op het internet is aangesloten in theorie kan worden misbruikt als een toegangspoort in een netwerk. Zeer gevoelige gegevens kunnen dan worden verwijderd of gewijzigd, met desastreuze gevolgen. Siemens ziet in haar dagelijkse contact met klanten hoe enorm belangrijk dit is. Natalia Oropeza, Chief Cybersecurity Officer bij Siemens, vat het economische risico als volgt samen: "Het negeren van cyberrisico's kan tot een economische ramp leiden" Siemens heeft een uitgebreide cybersecurity-benadering ontwikkeld om deze voortdurende dreiging optimaal het hoofd te bieden

.

Abonneer u op onze nieuwsbrief

Blijf altijd op de hoogte: alles wat u moet weten over elektrificatie, automatisering en digitalisering.